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病毒将拯救世界?

文章来源:环球科学 作者: 编辑: 发布时间:2020-06-25

今年,整个世界仿佛如梦初醒:地球上最基础的微生物能让最强大的物种不堪一击。几十年来传染病专家一直在对人们发出警告,威胁可能不止来自新出现的病毒(比如近期肆虐的新冠病毒),还有可能来自因为我们随意使用抗生素而催生的恶魔:耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)等难治性细菌,以及多药耐药鲍曼不动杆菌(很多从伊拉克返回的美军士兵感染了这种细菌)。世界卫生组织(WHO)预测,由耐药性“超级细菌”引起的死亡人数将会快速增加,从现在的每年大约70万例增长到2050年的1000万例。


极具讽刺意味的是,常被认为是人类宿敌的病毒却有可能帮助我们打败众多致命的细菌。当来自耐药细菌的威胁逐渐变大,而新抗生素的开发止步不前,研究人员将注意力转向了噬菌体——就和字面意思一样,它们可以吃掉细菌。这类病毒被认为是地球上最古老、数量最多的生物体。演化让噬菌体变得像导弹一样,每种噬菌体都会寻找并消灭一种特定的细菌。几十年前对抗感染的噬菌体疗法就在东欧有所应用,但当现代抗生素在20世纪40年代出现后,噬菌体疗法就逐渐被忽视。文森特·菲谢蒂(Vincent Fischetti)是美国洛克菲勒大学细菌病因学和免疫学实验室的负责人,他表示,“由于耐药性问题愈演愈烈”,现在科学界再次将目光投向了噬菌体。


例如,汤姆·帕特森(Tom Patterson)曾因感染多药耐药鲍曼不动杆菌危在旦夕,他的妻子丝黛芬妮·思特拉斯蒂(Steffanie Strathdee)在全世界搜寻噬菌体,最终将丈夫救了回来。夫妻两人都是加利福尼亚大学圣迭戈分校的教授,他们在2019年出版的图书《完美捕食者》(The Perfect Predator)中讲述了这个故事。在那之后,思特拉斯蒂联合他人创建了加利福尼亚大学圣迭戈分校的创新噬菌体应用与治疗中心。


目前,噬菌体疗法依然是实验性质的。在多数案例中,科学家会选择对患者感染的细菌有效的几种噬菌体,将它们组合成鸡尾酒疗法。在帕特森的案例中,有9种噬菌体被制成不同的“鸡尾酒”,18周里每天多次注入帕特森的血液。因此,思特拉斯蒂想创建一座“拥有成千上万种噬菌体的仓库”以供科学家使用,这些噬菌体已经过纯化、测序,并且特征明确。此外,研究人员还在为一些更常见的超级细菌开发预混合的噬菌体鸡尾酒疗法。


不过,目前最大的进展并非来自整个噬菌体,而是一种名为细胞裂解酶(lysin)的噬菌体酶。在细菌体内倍增后,噬菌体利用细胞裂解酶分解宿主的细胞壁,将其杀死。菲谢蒂的实验室纯化出了一种细胞裂解酶,并为这种酶开展了一项II期临床试验,受试者为116名血液或心脏存在葡萄球菌感染的患者,其中43名患者感染的是MRSA菌株。根据试验结果,美国食品及药品监督管理局认定细胞裂解酶(商品名为exebacase)是一种“突破性的疗法”。这意味着,如果正在进行的III期临床试验支持此前的发现,这种药物将会得到快速审批。


目前完整的II期临床试验结果还没有发表,这家公司的首席医疗官卡拉·卡西诺(Cara Cassino)表示:“真正让人们重视的,是我们在MRSA组观察到的结果。”在给予细胞裂解酶和标准抗生素治疗的MRSA患者中,有74%的感染被清除,而给予抗生素和安慰剂的患者中只有31%的感染被清除。30天后,两组的死亡率分别为3.7%和25%。


菲谢蒂说,细胞裂解酶和标准抗生素协同作用,可以突破超级细菌的细胞壁,让抗生素完成自己的任务。细胞裂解酶还能清理不容易被抗生素解决的生物膜问题,它可以引起持续的感染。另一项进展则在于特异性:细胞裂解酶杀死目标细菌时,并不会对整个菌群造成连带破坏。